JP2002124161A - 開閉装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 絶縁ロッドが不要となることにより可動部分
を軽量化し、高速応答性があるとともに組立性のよい開
閉装置を得る。 【解決手段】 固定電極１及び可動電極２からなるスイ
ッチ部３と、可動電極２から延出する電極棒５と、電極
棒５に駆動力を伝達する可動軸６と、可動軸６に駆動力
を伝え、スイッチ部３の開閉動作を行う操作機構９とを
備えている。操作機構は可動コイル１１及び開極用、閉
極用の両固定コイル１２、１３を有する駆動機構と、接
圧投入開放ばね１４を有する保持機構８とを備え、可動
軸６は絶縁性部材によって作製されており、これによ
り、従来あったスイッチ部３からの電流介入を防止する
絶縁ロッドが不要になり、その分軽量化でき、組立性が
よくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、接離自在な電極
を有し、この電極が接触・隔離をすることによって、一
対の電極の開極・閉極の動作が行われる開閉装置に関す
るもので、特に、電磁反発駆動の開閉装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】図４及び図５は、従来の電磁反発力を利
用した開閉装置の構成図である。図４及び図５におい
て、開閉装置は、電路の開閉を直接行うスイッチ部３
と、このスイッチ部３から延出する電極棒５と、スイッ
チ部３から電気的に絶縁する絶縁ロッド１０と、電極棒
５に駆動力を伝達する可動軸６と、この可動軸６に駆動
力を与えてスイッチ部３を開閉させる操作機構９とから
構成されている。

【０００３】スイッチ部３は、固定板１７に固定された
固定電極１と、この固定電極１に対向して配置される可
動電極２とから構成され、これらの電極１、２は消弧性
を良くするために真空バルブ４に収納されている。ま
た、固定電極１には固定側端子１５が接続されている。

【０００４】電極棒５は、導電性の棒で、可動側端子１
６に接続され、この可動側端子１６は、固定側端子１５
とともに電路とスイッチ部３との接続を可能にしてい
る。

【０００５】操作機構９は、可動軸６に直接駆動力を与
える駆動機構７と、開極状態又は閉極状態をそれぞれ保
持する保持機構８とを備えている。

【０００６】駆動機構７は、可動軸６に固着された可動
コイル１１と、この可動コイル１１の上面側に対向する
開極コイル固定板１８に固定された開極用コイル１２
と、可動コイル１１の下面側に対向する閉極コイル固定
板１９に固定された閉極用コイル１３とを備えている。
この開極コイル固定板１８及び閉極コイル固定板１９は
可動軸６がゆるく貫通されているので、可動軸６に固着
された可動コイル１１は開極用及び閉極用の両固定コイ
ル１２及び１３の間を往復移動できる構成となってい
る。

【０００７】保持機構８は、ばね固定板２０と、このば
ね固定板２０及び可動軸６に固定された接圧投入開放ば
ね１４とから構成されている。接圧投入開放ばね１８は
可動軸６の移動によって付勢方向の変化する非線形の性
質を持った皿ばねで、図４に示す閉極状態では閉極方向
（紙面上向き）、図５に示す開極状態では開極方向（紙
面下向き）に荷重をかけるよう設定してある。

【０００８】次に、開極動作について説明する。図５の
ような閉極状態において、駆動電源（図示しない）から
パルス電流が開極用固定コイル１２及び可動コイル１１
に流れると、各コイル１２及び１１に磁界が発生し、互
いに相反する電磁反発力が発生する。この電磁反発力に
よって可動コイル１１は紙面下向きに押し下げられ、こ
の可動コイル１１の移動に伴って可動軸６及びこの可動
軸６に連動する可動電極２が下方に移動し、スイッチ部
３が開極される。この時、接圧投入開放ばね１４は閉極
方向（紙面上向き）への付勢から開極方向（紙面下向
き）への付勢に変化し、図５のようにスイッチ部３の開
極状態が保持される。

【０００９】次に、閉極動作について説明する。図５に
おける開極状態において、駆動電源（図示しない）から
パルス電流が閉極用固定コイル１３及び可動コイル１１
に流れると、各コイル１３及び１１に磁界が発生し、互
いに相反する電磁反発力が発生する。この電磁反発力に
よって可動コイル１１は紙面上向きに押し上げられ、こ
の可動コイル１１の移動に伴って可動軸６、この可動軸
６に連動する可動電極２が上方へ移動し、固定電極１に
可動電極２が接触することによって、スイッチ部３は閉
極される。この時、接圧投入開放ばね１４は開極方向の
付勢（紙面下向き）から閉極方向（紙面上向き）に変化
し、図４のようにスイッチ部３の閉極状態が保持され
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来の開閉装置は以上
のように、絶縁ロッドのよってスイッチ部と操作機構と
の絶縁を図り、操作機構への電流介入を防いでいるが、
この絶縁ロッドは可動する部分でありながら重量があ
り、動作するのに負担が大きく、開閉動作の応答性を低
下させているという問題があった。

【００１１】そこで、この発明は上記のような問題を解
決するためになされたもので、可動部分を軽量化し、か
つ、電気絶縁性を保つことにより、エネルギー損失が少
なく、開閉動作の応答性の良い開閉装置を得ることを目
的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明によれば、上述
の課題を解決するための手段は次の通りである。 （１）接離自在な固定電極および可動電極を有するスイ
ッチ部と、前記可動電極から延出した電極棒と、前記電
極棒をその軸心の方向に駆動して前記スイッチ部を開閉
させる可動軸と、前記可動軸を前記軸心方向に駆動する
駆動機構を有する操作機構とを備えた開閉装置であっ
て、前記可動軸は、電気絶縁性であるものである。

【００１３】（２）接離自在な固定電極および可動電極
を有するスイッチ部と、前記可動電極から延出した電極
棒と、前記電極棒をその軸心の方向に駆動して前記スイ
ッチ部を開閉させる可動軸と、前記可動軸を前記軸心方
向に駆動する駆動機構を有する操作機構とを備えた開閉
装置であって、前記可動軸は前記駆動機構を貫通して延
びており、前記操作機構は、前記操作機構に固着されて
前記駆動機構と前記可動軸との間に介在し、その間を電
気的に絶縁する電気絶縁性部材を備えたものである。

【００１４】（３）前記駆動機構が、前記可動軸に固着
された可動コイルと、前記可動コイルに対向した固定コ
イルとを備え、前記電気絶縁性材料が前記可動コイルを
覆う延長部分を備えたものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、この発明
の実施の形態１に係る径閉装置の構成を示す概略図であ
る。図１において、この実施の形態１に係る開閉装置は
電路の接続又は遮断を直接行うスイッチ部３と、このス
イッチ部３から延出する電極棒５と、電極棒５に駆動力
を伝達する可動軸６と、この可動軸６に駆動力を与えて
スイッチ部３を開閉させる操作機構９とから構成されて
いる。

【００１６】スイッチ部３は、固定板１７に固定された
固定電極１と、この固定電極１に対向して配置される可
動電極２とから構成され、これらの電極１、２は消弧性
を良くするために真空バルブ４に収納されている。ま
た、固定電極１には固定側端子１５が接続されている。

【００１７】電極棒５は、導電性の棒で、可動側端子１
６に接続されている。この可動側端子１６は、固定側端
子１５とともに電路とスイッチ部３との接続を可能にす
る役目を果たしている。

【００１８】可動軸６は、電気絶縁性材料で作製された
棒状部材で、電極棒５の直接設けられ、操作機構９を貫
通している。この可動軸６が上下に移動することにより
スイッチ部３の固定及び可動の両電極を開閉する。

【００１９】操作機構９は、可動軸６に直接駆動力を与
える駆動機構７と、開極状態又は閉極状態をそれぞれ保
持する保持機構８とを備えている。

【００２０】駆動機構７は、可動軸６に固着された可動
コイル１１と、この可動コイル１１の上面側に対向する
開極コイル固定板１８に固定された開極用コイル１２
と、可動コイル１１の下面側に対向する閉極コイル固定
板１９に固定された閉極用コイル１３とを備えている。
この開極コイル固定板１８及び閉極コイル固定板１９は
可動軸６がゆるく貫通されているので、可動軸６に固着
された可動コイル１１は開極用及び閉極用の両固定コイ
ル１２及び１３の間を往復移動できる構成となってい
る。

【００２１】保持機構８は、ばね固定板２０と、このば
ね固定板２０及び可動軸６に固定された接圧投入開放ば
ね１４とから構成されている。接圧投入開放ばね１８は
可動軸６の移動によって付勢方向の変化する非線形の性
質を持った皿ばねで、閉極状態では閉極方向（紙面上向
き）、開極状態では開極方向（紙面下向き）に荷重をか
けるよう設定してある。

【００２２】次に、開極動作について説明する。図１の
ような閉極状態において、駆動電源（図示しない）から
パルス電流が開極用固定コイル１２及び可動コイル１１
に流れると、各コイル１２及び１１に磁界が発生し、互
いに相反する電磁反発力が発生する。この電磁反発力に
よって可動コイル１１は紙面下向きに押し下げられ、こ
の可動コイル１１の移動に伴って可動軸６及びこの可動
軸６に連動する可動電極２が下方に移動し、スイッチ部
３が開極される。この時、接圧投入開放ばね１４は閉極
方向（紙面上向き）への付勢から開極方向（紙面下向
き）への付勢に変化し、スイッチ部３の開極状態が保持
される。

【００２３】次に、閉極動作について説明する。開極状
態において、駆動電源（図示しない）からパルス電流が
閉極用固定コイル１３及び可動コイル１１に流れると、
各コイル１３及び１１に磁界が発生し、互いに相反する
電磁反発力が発生する。この電磁反発力によって可動コ
イル１１は紙面上向きに押し上げられ、この可動コイル
１１の移動に伴って可動軸６、この可動軸６に連動する
可動電極２が上方へ移動し、固定電極１に可動電極２が
接触することによって、スイッチ部３は閉極される。こ
の時、接圧投入開放ばね１４は開極方向の付勢（紙面下
向き）から閉極方向（紙面上向き）に変化し、スイッチ
部３の閉極状態が保持される。

【００２４】上述のようにこの発明に係る開閉装置は、
絶縁材料で作製された可動軸６を使用しているので、可
動軸６は駆動機構７で発生した駆動力を伝達するだけで
なく、スイッチ部３からの電流介入を防止するための絶
縁部材としての役目も果たすことになり、部品数を削減
でき、また、軽量化により、開閉動作の応答性が良くな
る。

【００２５】また、従来のような絶縁ロッド１０がない
ので、組立時の駆動機構７の動作調整が容易になる。

【００２６】なお、可動コイル１１に代えて、導電性反
発板としても同様の効果を奏する。

【００２７】また、可動軸６は、組立時の各機構７、８
の調整を容易にするために、駆動機構７及び保持機構８
の間にピンによる枢着結合部を設けてもよい。

【００２８】実施の形態２．図２は、この発明の実施の
形態２に係る開閉装置の構成を示す概略図である。図２
において、駆動機構７における可動コイル１１は可動軸
６に絶縁筒２１を介して固着されている。また、開極用
及び閉極用の固定コイル１２、１３、開極コイル固定板
１８及び閉極コイル固定板１９は可動軸６がゆるく貫通
された絶縁取付筒２２に固定されている。さらに、接圧
投入開放ばね１４はその中央部分に可動軸６が貫通し、
この可動軸６に絶縁部材２３を介して固着されている。
なお、可動軸６は絶縁性部材ではなく、軽量部材で作製
されている。他の構成及び開閉動作は実施の形態１と同
様となっている。このように可動軸６は駆動機構７を貫
通して延びており、一方操作機構９は、操作機構９の可
動軸６に対向する部分、即ち固定コイル１２，１３、コ
イル固定板１８，１９、可動コイル１１及び接圧投入開
放ばね１４に固着されて、これら部品と可動軸６との間
を電気的に絶縁する電気絶縁性部材（絶縁筒２１、絶縁
取付筒２２、絶縁部材２３）を備えている。

【００２９】この構成とすれば、操作機構９の可動軸６
に近接した部分は全て絶縁されているので、操作機構９
に電流が介入することはなく、可動軸６は電気絶縁性の
有無に関係なく軽量材料を使用でき、材料の選択の幅が
広がる。

【００３０】また、可動軸６が軽量化されるので、開閉
動作の応答性が向上し、可動軸６の重量によるエネルギ
ー消費は低減される。

【００３１】なお、両固定コイル１２、１３及び両固定
板１８、１９と可動軸６との間に隙間があり、電気的に
絶縁されていれば、絶縁取付筒２２はなくても構わな
い。

【００３２】また、可動コイル１１に代えて、導電性反
発板としても同様の効果を奏する。

【００３３】実施の形態３．図３は、この発明の実施の
形態３に係る開閉装置の構成を示す概略図である。図３
において、可動コイル１１はその周囲を取り囲むように
絶縁物２４でモールドされて可動軸６に固着されてい
る。換言すれば、可動軸６を操作機構９から絶縁する電
気絶縁部材は固定コイル１２、１３及びコイル固定板１
８、１９と可動軸６との間に設けられてなく、可動コイ
ル１１及び接圧投入開放ばね１４にだけ設けられてい
る。また、可動コイル１１を絶縁する電気絶縁部材２４
は可動コイル１１の全体を被覆する延長部分２４ａを備
えている。また、開極用及び閉極用の両固定コイル１
２、１３及び開極コイル及び閉極コイルの両固定板１
８、１９と可動軸６との間には隙間があり、電気的に絶
縁されている。他の構成及び開閉動作は実施の形態２と
同様となっている。

【００３４】この構成とすれば、可動コイル１１と絶縁
物２４との接合を必要とせず、強固な絶縁性能を有する
可動コイル１１を得ることができる。

【００３５】なお、開極用及び閉極用の両固定コイル１
２、１３及び開極コイル及び閉極コイルの両固定板１
８、１９と可動軸６との間に絶縁筒２１を挿入しても同
様に絶縁性能を維持できる。

【００３６】また、可動コイル１１に代えて、導電性反
発板としても同様の効果を奏する。

【００３７】

【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、この発明
の開閉装置による効果は次の通りである。 （１）接離自在な固定電極および可動電極を有するスイ
ッチ部と、前記可動電極から延出した電極棒と、前記電
極棒をその軸心の方向に駆動して前記スイッチ部を開閉
させる可動軸と、前記可動軸を前記軸心方向に駆動する
駆動機構を有する操作機構とを備えた開閉装置であっ
て、前記可動軸は、電気絶縁性であるので、部品数が少
なくなり、軽量となることにより、開閉動作の応答性が
良くなり、組立時の動作調整が容易な開閉装置が得られ
る。

【００３８】（２）接離自在な固定電極および可動電極
を有するスイッチ部と、前記可動電極から延出した電極
棒と、前記電極棒をその軸心の方向に駆動して前記スイ
ッチ部を開閉させる可動軸と、前記可動軸を前記軸心方
向に駆動する駆動機構を有する操作機構とを備えた開閉
装置であって、前記可動軸は前記駆動機構を貫通して延
びており、前記操作機構は、前記操作機構に固着されて
前記駆動機構と前記可動軸との間に介在し、その間を電
気的に絶縁する電気絶縁性部材を備えたので、前記可動
軸の材料選択の幅が広がり、軽量化により開閉動作の応
答性が良くなる開閉装置が得られる。

【００３９】（３）前記駆動機構が、前記可動軸に固着
された可動コイルと、前記可動コイルに対向した固定コ
イルとを備え、前記電気絶縁性材料が前記可動コイルを
覆う延長部分を備えたので、前記可動コイルを強固にし
かも容易に絶縁できるとともに軽量化による応答性の速
い開閉装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１に係る開閉装置を示
す概略構成図である。

【図２】 この発明の実施の形態２に係る開閉装置を示
す概略構成図である。

【図３】 この発明の実施の形態３に係る開閉装置を示
す概略構成図である。

【図４】 従来の開閉装置を閉極状態で示す概略構成図
である。

【図５】 従来の開閉装置を開極状態で示す概略構成図
である。

【符号の説明】

１ 固定電極、２ 可動電極、３ スイッチ部、５ 電
極棒、６ 可動軸、７駆動機構、８ 保持機構、９ 操
作機構、１０ 絶縁ロッド、１１可動コイル、１２ 開
極用固定コイル、１３ 閉極用固定コイル、１４ 接圧
投入開放ばね、２１ 絶縁筒、２２ 絶縁取付筒、２３
絶縁部材、２４ 絶縁部材。

フロントページの続き (72)発明者 竹内 敏恵 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 岸田 行盛 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 月間 満 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 大重 豊実 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 秋田 裕之 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5G028 AA07 AA08 DB05

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 接離自在な固定電極および可動電極を有
   するスイッチ部と、前記可動電極から延出した電極棒
   と、前記電極棒をその軸心の方向に駆動して前記スイッ
   チ部を開閉させる可動軸と、前記可動軸を前記軸心方向
   に駆動する駆動機構を有する操作機構とを備えた開閉装
   置であって、 前記可動軸は、電気絶縁性であることを特徴とする開閉
   装置。
2. 【請求項２】 接離自在な固定電極および可動電極を有
   するスイッチ部と、前記可動電極から延出した電極棒
   と、前記電極棒をその軸心の方向に駆動して前記スイッ
   チ部を開閉させる可動軸と、前記可動軸を前記軸心方向
   に駆動する駆動機構を有する操作機構とを備えた開閉装
   置であって、 前記可動軸は前記駆動機構を貫通して延びており、前記
   操作機構は、前記操作機構に固着されて前記駆動機構と
   前記可動軸との間に介在し、その間を電気的に絶縁する
   電気絶縁性部材を備えたことを特徴とする開閉装置。
3. 【請求項３】 前記駆動機構が、前記可動軸に固着され
   た可動コイルと、前記可動コイルに対向した固定コイル
   とを備え、前記電気絶縁性部材が前記可動コイルを覆う
   延長部分を備えたことを特徴とする請求項２記載の開閉
   装置。